Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса морского корабля (судна) Российский патент 2020 года по МПК G01H9/00 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к способам измерения с помощью когерентной радиолокационной станции (РЛС) вибрации корпуса любого радиолокационно-контрастного объекта, находящегося на морской поверхности.

Разработки способов дистанционного определения характеристик вибрации актуальны в связи с необходимостью совершенствования техники контроля и эксплуатацией электромеханических устройств, размещенных на судне.

Известно авторское свидетельство [Землянский В.М. Лазерный измеритель вибрации // Авторское свидетельство SU 1221502, МПК G01H 9/00, Опубликовано: 30.03.1986. Бюл. №12.] определения вибрации объекта, в котором используется то, что вибрация модулирует фазу и амплитуду отраженного электромагнитного излучения оптического диапазона. Сходными с признаками заявленного технического решения являются такие признаки аналога: облучение исследуемого объекта, регистрация отраженного сигнала, оценка вибрации по характеристикам отраженного сигнала. Недостатками этого способа являются: сложность и высокая стоимость оборудования; большое энергопотребление; высокие требования к качеству поверхности исследуемого объекта, сильное влияние состояния воздушной среды (влажность, запыленность и т.п.)

Известен способ [2] определения вибрации объекта с помощью ультразвуковой фазометрии. Сходными с признаками заявленного технического решения являются такие признаки аналога: облучение исследуемого объекта, регистрация отраженного сигнала, оценка вибрации по характеристикам отраженного сигнала. Недостатками этого способа являются: низкая разрешающая способность, сильное затухание ультразвука в воздухе, зависимость от состояния воздушной среды, уменьшение точности измерения с ростом частоты вибрации.

Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков, и поэтому выбранным в качестве прототипа, является способ радиолокационного измерения вибрации корпуса корабля [Паламарчук В.М., Авраменко Ю.Г., Бойко В.Е. Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса судна и устройство для его осуществления // Патент РФ 10 RU 2352909 С1, МПК G01H 9/00, G01S 13/08, Опубликовано: 20,04.2009. Бюл. №11.]. Следующие признаки прототипа совпадают с существенными признаками заявленного изобретения: зондируют вибрирующий объект электромагнитными сигналами, принимают отраженный сигнал и выделяют из него доплеровский сигнал, который затем оцифровывают для его компьютерной обработки и оценки вибрации по характеристикам отраженного сигнала.

Основным недостатком прототипа при определении вибрации движущегося в море судна заключается в следующем: он позволяет проводить измерения с высокой точностью только при отсутствии ветра, что является частным случаем. В общем случае в присутствии ветра судно подвержено вибрации и качке и в отраженном сигнале присутствует суммарный доплеровский сигнал вибрации и качки корабля (судна). В данном случае доплеровский сигнал качки корабля (судна) является большой помехой при измерении его параметров вибрации.

В основу изобретения поставлена задача повышения точности измерений вибрации за счет учета качки судна.

Поставленная задача решается тем, что в способе радиолокационного измерения вибрации корпуса морского судна, корпус зондируют с помощью РЛС, принимают отраженный сигнал и выделяют из него суммарный доплеровский сигнал, который затем оцифровывают для его компьютерной обработки. Новым является то, что из суммарного доплеровского сигнала выделяют доплеровский сигнал качки и вычитают его из суммарного доплеровского сигнала.

Способ осуществляют следующим образом.

На берегу или другом стабилизированном основании (например, буровая или океанографическая платформа) устанавливается когерентная РЛС, которая облучает судно. Из отраженного сигнала выделяется суммарный доплеровский сигнал вибрации и качки, оцифровывают его и вводят в компьютер. Одновременно из суммарного доплеровского сигнала выделяют путем фильтрации доплеровский сигнал качки, который также оцифровывают и вводят в компьютер. Затем из суммарного доплеровского сигнала вычитают доплеровский сигнал качки. Полученный сигнал используют для определения вибрации корпуса судна.

Определение параметров вибрации корабля (судна) осуществляется в последовательности, представленной на обобщенной схеме.

Источники информации

1. Землянский В.М. Лазерный измеритель вибрации // Авторское свидетельство SU 1221502, МПК G01H 9/00, Опубликовано: 30.03.1986. Бюл. №12.

2. Волковец А.И. Руденко Д.Ф., Гусинский А.В., Кострикин A.M. Радиоволновой бесконтактный метод измерения параметров движения и вибрации // Доклады БГУИР, 2007. - №4 (20). - С. 58-64.

3. Паламарчук В.М., Авраменко Ю.Г., Бойко В.Е. Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса судна и устройство для его осуществления // Патент РФ 10 RU 2352909 С1, МПК G01H 9/00, G01S 13/08, Опубликовано: 20.04.2009. Бюл. №11. (Прототип).

Изобретение относится к области метрологии и может быть использовано для измерения вибрации корпуса морского корабля (судна), находящегося на морской поверхности. Согласно способу при движении морского судна по морской поверхности его корпус зондируют радиоволнами с помощью когерентной РЛС, принимают отраженный сигнал и выделяют из него суммарный доплеровский сигнал, который затем оцифровывают для компьютерной обработки. Из суммарного доплеровского сигнала выделяют доплеровский сигнал качки и вычитают его из суммарного доплеровского сигнала. Устройство для реализации способа содержит импульсно-когерентную РЛС, блок выделения суммарного доплеровского сигнала качки и вибрации корабля, выход которого соединен с блоком фильтрации доплеровского сигнала качки корабля, два аналогово-цифровых преобразователя, выходы которых подключены к входам первого и второго блоков памяти. Выходы блоков памяти соединены с входом блока вычитания, выход которого соединен с входом блока определения параметров вибрации. Технический результат - повышение точности определения параметров вибрации морского корабля (судна). 1 ил.

Способ радиолокационного измерения вибрации корпуса морского корабля (судна), состоящий в зондировании корпуса корабля (судна) когерентной РЛС, приеме отраженного сигнала, выделении из него доплеровского сигнала, который оцифровывается и записывается в компьютер для дальнейшей обработки, отличающийся тем, что путем фильтрации выделенного доплеровского сигнала получают доплеровский сигнал качки, который вычитают из ранее записанного доплеровского сигнала.